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电磁超表面对辐射波的调控与应用

光电工程 2023年第9期50卷 15-29页

作者：朱潜田翰闱蒋卫祥东南大学信息科学与工程学院毫米波全国重点实验室江苏南京210096 紫金山实验室江苏南京211111

电磁超材料由亚波长尺寸的人工单元结构周期或非周期排列组成,可以实现天然材料不具备的奇特性质。超表面作为二维特殊形式超材料,具有剖面低、易集成、低成本等优点。随着有源器件、传感元件与智能算法的引入,超表面进一步实现了对电... 详细信息

电磁超材料由亚波长尺寸的人工单元结构周期或非周期排列组成,可以实现天然材料不具备的奇特性质。超表面作为二维特殊形式超材料,具有剖面低、易集成、低成本等优点。随着有源器件、传感元件与智能算法的引入,超表面进一步实现了对电磁波的实时可编程与智能调控。目前多数电磁超表面研究致力于反射波或透射波调控,事实上,电磁超表面对辐射波同样具有强大的调控能力。本文系统介绍电磁超表面调控辐射波幅度、相位、极化等维度的相关研究进展,以超表面与馈源的集成方式和超表面对辐射波的调控原理为分类依据,重点介绍折叠阵超表面、法布里-珀罗超表面、漏波超表面和辐射式超表面,对应空间馈电、表面波馈电、缝隙耦合馈电、同轴馈电等方式,从无源与有源两个角度介绍这四类超表面对辐射波的调控机理与应用,最后对电磁超表面调控辐射波的未来研究方向进行展望。

关键词：电磁超表面辐射波电磁波调控

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数字阵列宽带多波束发射设计与验证

电子科技大学学报 2023年第6期52卷 818-825页

作者：朱元江杨康鲍秋香徐宇蒋卫祥宋世千东南大学信息科学与工程学院南京210000 中国船舶集团有限公司第七二三研究所江苏扬州225001

现有相控阵干扰设备通常采用分孔径或者分时隙方式实现多目标干扰,但前者无法利用全孔径增益,后者在目标数较多时存在干扰资源时域分配紧张的问题。针对这些问题,提出整数倍和分数倍延时分阶可调的方法,整数倍延时通过采样间隔延时,分... 详细信息

现有相控阵干扰设备通常采用分孔径或者分时隙方式实现多目标干扰,但前者无法利用全孔径增益,后者在目标数较多时存在干扰资源时域分配紧张的问题。针对这些问题,提出整数倍和分数倍延时分阶可调的方法,整数倍延时通过采样间隔延时,分数倍延时采用Farrow滤波器,实现了大带宽数字发射的目的。此外还对关键延时特性进行了仿真,并构建了小规模数字阵列样机。实验结果表明,该样机瞬时带宽为400 MHz,能够同时发射4波束,干扰方向和功率任意可调,延时特性与仿真结果一致。

关键词：宽带数字阵列电子对抗分数倍时延同时发射多波束

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基于语音识别的电磁调控智能超表面

Engineering 2023年第3期22卷 185-190页

作者：柏林刘元可徐亮张政王强蒋卫祥仇成伟崔铁军 State Key Laboratory of Millimeter Waves School of Information Science and EngineeringSoutheast UniversityNanjing 210096China Purple Mountain Laboratories Nanjing 211111China Department of Electrical and Computer Engineering National University of SingaporeSingapore 117583Singapore

本文提出并实现了一种基于人类语音识别的智能超表面,用于对电磁波束进行可编程调控。该智能超表面平台由数字编码超表面、语音识别模块、单片机和数模转换器(DAC)电路组成,可根据预先存储的语音指令对电磁波进行智能控制。所构建的数... 详细信息

本文提出并实现了一种基于人类语音识别的智能超表面,用于对电磁波束进行可编程调控。该智能超表面平台由数字编码超表面、语音识别模块、单片机和数模转换器(DAC)电路组成,可根据预先存储的语音指令对电磁波进行智能控制。所构建的数字编码超表面包含6×6个超级子单元,每个超级子单元由4×4个嵌入了变容二极管的有源数字单元组成。语音识别模块配合DAC和单片机对语音指令进行识别,并生成对应的电压序列来控制超表面。此外,在超表面的设计过程中引入遗传算法,可有效优化超表面相位分布。为了验证智能超表面平台的性能,演示了雷达散射截面积缩减、涡旋波束生成和波束分裂三种典型功能。所提出的方案为调控电磁波提供了一种新的途径,并在电磁和声学通信之间架起了连接桥梁。

关键词： Speech recognition Programmable metasurface Genetic algorithm Smart electromagnetic manipulation

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基于语音识别的电磁调控智能超表面（英文）

Engineering 2023年第3期 185-190页

作者：柏林刘元可徐亮张政王强蒋卫祥仇成伟崔铁军 State Key Laboratory of Millimeter Waves School of Information Science and EngineeringSoutheast University Purple Mountain Laboratories Department of Electrical and Computer Engineering National University of Singapore

本文提出并实现了一种基于人类语音识别的智能超表面，用于对电磁波束进行可编程调控。该智能超表面平台由数字编码超表面、语音识别模块、单片机和数模转换器（DAC）电路组成，可根据预先存储的语音指令对电磁波进行智能控制。所构建...

本文提出并实现了一种基于人类语音识别的智能超表面，用于对电磁波束进行可编程调控。该智能超表面平台由数字编码超表面、语音识别模块、单片机和数模转换器（DAC）电路组成，可根据预先存储的语音指令对电磁波进行智能控制。所构建的数字编码超表面包含6×6个超级子单元，每个超级子单元由4×4个嵌入了变容二极管的有源数字单元组成。语音识别模块配合DAC和单片机对语音指令进行识别，并生成对应的电压序列来控制超表面。此外，在超表面的设计过程中引入遗传算法，可有效优化超表面相位分布。为了验证智能超表面平台的性能，演示了雷达散射截面积缩减、涡旋波束生成和波束分裂三种典型功能。所提出的方案为调控电磁波提供了一种新的途径，并在电磁和声学通信之间架起了连接桥梁。

关键词：

一种基于液晶调控的毫米波双频数字编码超表面

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一种基于液晶调控的毫米波双频数字编码超表面

2022年全国微波毫米波会议

作者：卢晨晨蒋卫祥东南大学毫米波国家重点实验室

本文提出并设计了一种基于液晶材料的毫米波双频数字编码超表面,通过调节加载在液晶两端的电压,改变液晶材料的有效介电常数,构造出了相位差满足π的两种单元。同时,单元结构的各向异性赋予了此超表面在双极化、双频段处实现波束调控的... 详细信息

本文提出并设计了一种基于液晶材料的毫米波双频数字编码超表面,通过调节加载在液晶两端的电压,改变液晶材料的有效介电常数,构造出了相位差满足π的两种单元。同时,单元结构的各向异性赋予了此超表面在双极化、双频段处实现波束调控的能力。为了验证所提出超表面的实用性,我们设计了16×16大小的超表面阵列,通过调控单元的相位分布模拟了超表面在31.5GHz和42.2GHz处波束扫描功能。反射波束在两种极化波入射下分别实现了最大35.4°和61°的扫描角。本文所设计的超表面有望在5G毫米波通信中得到应用。

关键词：数字编码超表面毫米波液晶

来源： cnki会议评论

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一种光学透明双极化聚焦超表面

一种光学透明双极化聚焦超表面

2023年全国微波毫米波会议

作者：夏志远蒋卫祥东南大学毫米波国家重点实验室

本文提出并设计了一种光学透明的双极化聚焦超表面,该超表面采用ITO透明薄膜和玻璃作为材料,具有可见光透明、电磁波聚焦的特点。通过调节超表面单元枝节的长度,实现320°的相位覆盖。同时,单元结构的各向异性赋予该超表面具有双极化独... 详细信息

本文提出并设计了一种光学透明的双极化聚焦超表面,该超表面采用ITO透明薄膜和玻璃作为材料,具有可见光透明、电磁波聚焦的特点。通过调节超表面单元枝节的长度,实现320°的相位覆盖。同时,单元结构的各向异性赋予该超表面具有双极化独立调控的能力。为了验证所提出超表面的相应功能,设计了25×25的超表面阵列,通过合理的相位分布实现了超表面多焦点聚焦功能。

关键词：双极化超表面多焦点聚焦光学透明材料

来源： cnki会议评论

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一维半导体量子漂移扩散方程的弱解(英文)

Journal of Southeast University(English Edition) 2006年第4期22卷 577-581页

作者：蒋卫祥管平东南大学理学院南京210096

研究了半导体器件中量子漂移扩散模型(QDD)的一维稳态模型.通过指数变量代换,把原问题转化成一个非线性四阶方程的边值问题,然后利用不动点定理的理论方法和先验估计的技巧,证明了问题弱解的存在性.在此基础上,还证明了电流充分小的情... 详细信息

研究了半导体器件中量子漂移扩散模型(QDD)的一维稳态模型.通过指数变量代换,把原问题转化成一个非线性四阶方程的边值问题,然后利用不动点定理的理论方法和先验估计的技巧,证明了问题弱解的存在性.在此基础上,还证明了电流充分小的情形下该问题的解的惟一性和当Planck常数δ→0时,QDD的解收敛于经典的漂移扩散模型(DD)的解.

关键词：半导体器件量子漂移扩散方程存在惟一性指数函数代换半古典极限

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基于神经网络和层次SVM的多姿态人脸识别

计算机工程 2006年第24期32卷 209-210,215页

作者：陈荣元蒋加伏蒋卫祥湖南商学院现代教育技术中心长沙410205 长沙理工大学计算机与通信工程学院长沙410076 常州信息职业技术学院软件学院常州213164

提出了一种基于神经网络和层次支持向量机的多姿态人脸识别方法。该方法在训练阶段先利用神经网络把姿态人脸图像特征向准标准人脸图像特征映射,再根据聚类结果来训练支持向量机。识别阶段是利用神经网络变换得到待识别图像所对应的准... 详细信息

提出了一种基于神经网络和层次支持向量机的多姿态人脸识别方法。该方法在训练阶段先利用神经网络把姿态人脸图像特征向准标准人脸图像特征映射,再根据聚类结果来训练支持向量机。识别阶段是利用神经网络变换得到待识别图像所对应的准标准图像的特征,再让层次支持向量机初步判断待识别图像最可能所属的人,最后利用否定算法对待识别的人脸图像进行确认。实验表明该算法效果较佳。

关键词：神经网络层次支持向量机离散余弦变换聚类算法

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增量式矿石自动化分拣系统研究

矿业研究与开发 2020年第11期40卷 150-155页

作者：蒋卫祥常州信息职业技术学院软件与大数据学院江苏常州市213164

矿产资源的分选对于矿业具有重要意义。以采煤为例,人工分选煤矸石存在效率低、工作量大、工作环境恶劣等问题,而基于传统机器学习的煤矸石分拣系统识别准确率低,且现有煤矸石知识先验模型无法有效覆盖新的矿石,需通过扩充数据集重新训... 详细信息

矿产资源的分选对于矿业具有重要意义。以采煤为例,人工分选煤矸石存在效率低、工作量大、工作环境恶劣等问题,而基于传统机器学习的煤矸石分拣系统识别准确率低,且现有煤矸石知识先验模型无法有效覆盖新的矿石,需通过扩充数据集重新训练模型,造成训练时间长且训练效率低等问题。针对上述问题,研究提出了增量式自动化煤矸石分拣流水线。结合实际工程需要,构建深层卷积神经网络实现煤矸石图像的高效分选,同时采用深度增量学习算法实现对自动化煤矸石分拣流水线的增量式学习。研究结果表明,煤矸石增量式自动化分拣系统分类准确率达到99%,高于传统机器学习算法分类准确率7.7个百分点,且具有增量学习的能力。

关键词：煤矿石分选增量学习自动分拣智能识别